CN112863878B - 一种低漏电铝电解电容器工作电解液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下原料制成：乙二醇、醋酸丁酯、乙二醇丁醚、癸二酸铵、十二双酸铵、防水合剂、缓蚀剂、闪火提升剂、消氢剂、去离子水；所述的电解液良好低漏电性能，漏电流低；通过缓蚀剂和防水合剂的加入来显著降低漏电流；所述的缓蚀剂能够有效防止铜离子、氯离子对于氧化铝膜的破坏，能够有效的延缓腐蚀速率，防止氧化铝膜脱落，从而降低漏电流；十二烷基硫酸钠加入到体系中，能够吸附氧化铝膜表面，防止其被破坏，能够有效的延缓腐蚀速率，防止氧化铝膜脱落，从而降低漏电流；所述的防水合剂能够有效的抑制氧化铝化成膜产生的水合作用，从而显著降低漏电流。
Description
技术领域
本发明涉及电容器电解液技术领域，具体涉及一种低漏电铝电解电容器工作电解液。
背景技术
电容器是储存电量和电能(电势能)的元件。一个导体被另一个导体所包围，或者由一个导体发出的电场线全部终止在另一个导体的导体系，称为电容器。铝电解电容器是一类电化学电池，其通过氢离子放电完成一次工作过程。
电容器充电的同时，氢离子会汇聚到正箔氧化膜的外表周边，当氢离子经氧化膜扩散至金属界面之后，便在铝金属、氧化膜上释放电能，以此变换成氢气，氢气泡凭借膨胀力经氧化膜外表剥离开进入电解质后，电流就会顺利地通过，该类电流便是漏电流。目前，漏电流较大是电解电容器的性能缺点之一，低压电解电容器对精度要求较高，对漏电流也有特别的要求，降低漏电流成了满足这方面要求的重要课题。
发明内容
本发明提供一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述的电解液具有良好低漏电性能，漏电流低。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种低漏电铝电解电容器工作电解液，由以下重量份原料制成：25～32份乙二醇、12～18份醋酸丁酯、8～15份乙二醇丁醚、8～15份癸二酸铵、6～10份十二双酸铵、3～8份防水合剂、1.5～3份缓蚀剂、1～3份闪火提升剂、0.5～1.5份消氢剂、12～18份去离子水；
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：3～6份水杨酸、2～5份二氧化硅、1～4份十二烷基硫酸钠。
本申请的申请人在大量的实验中，惊奇的发现，采用本发明所述的缓蚀剂能够有效防止铜离子、氯离子对于氧化铝膜的破坏，能够有效的延缓腐蚀速率，防止氧化铝膜脱落，从而降低漏电流。
十二烷基硫酸钠加入到体系中，会形成少量胶束，能够吸附氧化铝膜表面，防止其被破坏，能够有效的延缓腐蚀速率，防止氧化铝膜脱落，从而降低漏电流。
作为一种优选方案，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：28～32份乙二醇、14～18份醋酸丁酯、10～15份乙二醇丁醚、8～12份癸二酸铵、7～10份十二双酸铵、5～8份防水合剂、2～3份缓蚀剂、1.5～3份闪火提升剂、0.5～1份消氢剂、12～16份去离子水。
作为一种最优选方案，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：30份乙二醇、15份醋酸丁酯、11份乙二醇丁醚、10份癸二酸铵、8份十二双酸铵、6份防水合剂、2.2份缓蚀剂、2份闪火提升剂、0.8份消氢剂、15份去离子水。
作为一种优选方案，所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份二氧化硅、3份十二烷基硫酸钠。
作为一种优选方案，所述防水合剂由以下重量份原料组成：6～12份赤藓糖醇、5～8份硝酸锶、2～5份甘露醇、2～5份三氧化铬。
本申请的申请人在大量的防水合剂的选取研究中惊奇的发现，本发明所述的防水合剂能够有效的抑制氧化铝化成膜产生的水合作用，从而显著降低漏电流；申请人进一步发现，在本发明中，采用世面上最常见的磷酸及其盐类(如磷酸、亚磷酸、次亚磷酸)，可有效地抑制介质氧化膜的水合作用，达到降低电容器漏电流的目的，但加入过量这些化合物为酸性物质往往导致电解电容器容易受到腐蚀而失效，同时过多的磷酸及其盐类会使电解电容器出现漏电流现象等问题，因此，磷酸及其盐类并不适用本发明。
作为一种优选方案，所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
作为一种优选方案，所述二氧化硅为改性二氧化硅，所述改性二氧化硅的制备方法为：
S1、将6～10份二氧化硅在400～450℃下煅烧1.5～4h，冷却，加入到10～20份二甲基甲酰胺中，超声处理，过滤，干燥，得到预处理二氧化硅；
S2、将2～5份预处理二氧化硅加入到10～20份去离子水中，分散均匀，加入0.2～0.5份kh560，以100～300rpm转速搅拌60～100min，过滤，干燥，即得改性二氧化硅。
本发明的申请人通过对二氧化硅进行改性，改善了二氧化硅的分散性以及亲和性，在二氧化硅的表面接枝了环氧基团，显著提高了其亲水性，有很强的亲水性可以使水分子被固定，可阻止水及其它有害物质直接与氧化铝膜接触，防止水合作用，从而降低漏电流。
作为一种优选方案，所述超声处理功率为500～800W，超声处理时间为20～40min。
作为一种优选方案，所述闪火提升剂为马来酸。
作为一种优选方案，所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
本发明的有益效果：(1)本发明所述的电解液良好低漏电性能，漏电流低；(2)本发明通过缓蚀剂和防水合剂的加入来显著降低漏电流；(3)本发明所述的缓蚀剂能够有效防止铜离子、氯离子对于氧化铝膜的破坏，能够有效的延缓腐蚀速率，防止氧化铝膜脱落，从而降低漏电流；十二烷基硫酸钠加入到体系中，会形成少量胶束，能够吸附氧化铝膜表面，防止其被破坏，能够有效的延缓腐蚀速率，防止氧化铝膜脱落，从而降低漏电流；通过对二氧化硅进行改性，改善了二氧化硅的分散性以及亲和性，在二氧化硅的表面接枝了环氧基团，显著提高了其亲水性，有很强的亲水性可以使水分子被固定，可阻止水及其它有害物质直接与氧化铝膜接触，防止水合作用，从而降低漏电流；(4)本发明所述的防水合剂能够有效的抑制氧化铝化成膜产生的水合作用，从而显著降低漏电流。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除特别声明，本发明所述的“份”均为重量份。
实施例1
一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：30份乙二醇、15份醋酸丁酯、11份乙二醇丁醚、10份癸二酸铵、8份十二双酸铵、6份防水合剂、2.2份缓蚀剂、2份闪火提升剂、0.8份消氢剂、15份去离子水。
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份二氧化硅、3份十二烷基硫酸钠。
所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
所述闪火提升剂为马来酸。
所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
实施例2
一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：30份乙二醇、15份醋酸丁酯、11份乙二醇丁醚、10份癸二酸铵、8份十二双酸铵、6份防水合剂、2.2份缓蚀剂、2份闪火提升剂、0.8份消氢剂、15份去离子水。
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份改性二氧化硅、3份十二烷基硫酸钠。
所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
所述改性二氧化硅的制备方法为：
S1、将8份二氧化硅在420℃下煅烧2h，冷却，加入到12份二甲基甲酰胺中，以600W超声处理25min，过滤，干燥，得到预处理二氧化硅；
S2、将4份预处理二氧化硅加入到15.7份去离子水中，分散均匀，加入0.3份kh560，以200rpm转速搅拌90min，过滤，干燥，即得改性二氧化硅。
所述闪火提升剂为马来酸。
所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
实施例3
一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：25份乙二醇、12份醋酸丁酯、8份乙二醇丁醚、8份癸二酸铵、6份十二双酸铵、3份防水合剂、1.5份缓蚀剂、1份闪火提升剂、0.5份消氢剂、12份去离子水。
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份二氧化硅、3份十二烷基硫酸钠。
所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
所述闪火提升剂为马来酸。
所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
对比例4
一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：31份乙二醇、16份醋酸丁酯、12份乙二醇丁醚、10份癸二酸铵、9份十二双酸铵、5份防水合剂、2份缓蚀剂、2份闪火提升剂、0.8份消氢剂、14份去离子水。
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份二氧化硅、3份十二烷基硫酸钠。
所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
所述闪火提升剂为马来酸。
所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
对比例1
对比例1与实施例2不同之处在于，对比例1不含有所述的改性二氧化硅，其他都相同。
一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：30份乙二醇、15份醋酸丁酯、11份乙二醇丁醚、10份癸二酸铵、8份十二双酸铵、6份防水合剂、1.54份缓蚀剂、2份闪火提升剂、0.8份消氢剂、15份去离子水。
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份十二烷基硫酸钠。
所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
所述闪火提升剂为马来酸。
所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
对比例2
对比例2与实施例2不同之处在于，对比例2所述的改性二氧化硅的制备方法不同于实施例2，其他都相同。
所述改性二氧化硅的制备方法为：
S1、将4份二氧化硅加入到15.7份去离子水中，分散均匀，加入0.3份kh560，以200rpm转速搅拌90min，过滤，干燥，即得改性二氧化硅。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的改性二氧化硅的制备方法不同于实施例1，其他都相同。
所述改性二氧化硅的制备方法为：
S1、将8份二氧化硅在420℃下煅烧2h，冷却，加入到12份二甲基甲酰胺中，以600W超声处理25min，过滤，干燥，得到预处理二氧化硅；
S2、将4份预处理二氧化硅加入到15.7份去离子水中，分散均匀，加入0.3份kh570，以200rpm转速搅拌90min，过滤，干燥，即得改性二氧化硅。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4不含有所述的十二烷基硫酸钠，其他都相同。
一种低漏电铝电解电容器工作电解液，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：30份乙二醇、15份醋酸丁酯、11份乙二醇丁醚、10份癸二酸铵、8份十二双酸铵、6份防水合剂、1.54份缓蚀剂、2份闪火提升剂、0.8份消氢剂、15份去离子水。
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份改性二氧化硅。
所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
所述改性二氧化硅的制备方法为：
S1、将8份二氧化硅在420℃下煅烧2h，冷却，加入到12份二甲基甲酰胺中，以600W超声处理25min，过滤，干燥，得到预处理二氧化硅；
S2、将4份预处理二氧化硅加入到15.7份去离子水中，分散均匀，加入0.3份kh560，以200rpm转速搅拌90min，过滤，干燥，即得改性二氧化硅。
所述闪火提升剂为马来酸。
所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
对比例5
对比例5与实施例2不同之处在于，对比例5不含有所述的防水合剂，其他都相同。
对比例6
对比例6与实施例2不同之处在于，对比例6所述的防水合剂不同于实施例1，其他都相同。
所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份磷酸二氢铵、6份磷酸氢二铵、3份甘露醇、3份磷酸。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.将实施例1～4、对比例1～6所述的电解液制成电容器，电容器的规格为：35WV，1000μf，测量其漏电流，测试结果见表1。
表1漏电流测试结果
| I<sub>L</sub>(μA) | |
| 实施例1 | 16.9 |
| 实施例2 | 10.2 |
| 实施例3 | 17.5 |
| 实施例4 | 16.7 |
| 对比例1 | 21.5 |
| 对比例2 | 15.3 |
| 对比例3 | 14.4 |
| 对比例4 | 19.5 |
| 对比例5 | 24.8 |
| 对比例6 | 18.9 |
从表1中可看出，本发明所述的电解液具有良好低漏电性能，漏电流低。
对比实施例1、实施例2、对比例1可知，本发明所述的改性二氧化硅能够显著降低漏电流。
对比实施例1、3、4可知，不同电解液的配比能够影响漏电流，其中实施例1为最佳配比。
对比实施例2与对比例2、3可知，本发明所制备得到的改性二氧化硅被其他制备方法替换后，会显著提高漏电流，不同改性二氧化硅的制备方法能够影响到漏电流。
对比实施例2与对比例4可知，本发明所述的十二烷基硫酸钠能够显著降低漏电流。
对比实施例2与对比例5可知，本发明所述的防水合剂能够显著降低漏电流。
对比实施例2与对比例6可知，不同的防水合剂的选取能够对漏电流有不同的影响，其中本发明所述的防水合剂比磷酸及其盐类所组成的防水合剂具有更好的降低漏电流的效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，由以下重量份原料制成：25～32份乙二醇、12～18份醋酸丁酯、8～15份乙二醇丁醚、8～15份癸二酸铵、6～10份十二双酸铵、3～8份防水合剂、1.5～3份缓蚀剂、1～3份闪火提升剂、0.5～1.5份消氢剂、12～18份去离子水；
所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：3～6份水杨酸、2～5份二氧化硅、1～4份十二烷基硫酸钠；
所述防水合剂由以下重量份原料组成：6～12份赤藓糖醇、5～8份硝酸锶、2～5份甘露醇、2～5份三氧化铬；
所述二氧化硅为改性二氧化硅，所述改性二氧化硅的制备方法为：
S1、将6～10份二氧化硅在400～450℃下煅烧1.5～4h，冷却，加入到10～20份二甲基甲酰胺中，超声处理，过滤，干燥，得到预处理二氧化硅；
S2、将2～5份预处理二氧化硅加入到10～20份去离子水中，分散均匀，加入0.2～0.5份kh560，以100～300rpm转速搅拌60～100min，过滤，干燥，即得改性二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：28～32份乙二醇、14～18份醋酸丁酯、10～15份乙二醇丁醚、8～12份癸二酸铵、7～10份十二双酸铵、5～8份防水合剂、2～3份缓蚀剂、1.5～3份闪火提升剂、0.5～1份消氢剂、12～16份去离子水。
3.根据权利要求1所述的低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，所述低漏电铝电解电容器工作电解液由以下重量份原料制成：30份乙二醇、15份醋酸丁酯、11份乙二醇丁醚、10份癸二酸铵、8份十二双酸铵、6份防水合剂、2.2份缓蚀剂、2份闪火提升剂、0.8份消氢剂、15份去离子水。
4.根据权利要求1所述的低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，所述缓蚀剂由以下重量份原料组成：4份水杨酸、3份二氧化硅、3份十二烷基硫酸钠。
5.根据权利要求1所述的低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，所述防水合剂由以下重量份原料组成：8份赤藓糖醇、6份硝酸锶、3份甘露醇、3份三氧化铬。
6.根据权利要求1所述的低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，所述超声处理功率为500～800W，超声处理时间为20～40min。
7.根据权利要求1所述的低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，所述闪火提升剂为马来酸。
8.根据权利要求1所述的低漏电铝电解电容器工作电解液，其特征在于，所述消氢剂为对硝基苯乙酮。
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